Команда исследователей из Массачусетского технологического института под руководством Сета Ллойда опубликовала в журнале Physical Review Letters работу, теоретически обосновывающую возможность передачи сообщений в прошлое.
Учёные вдохновлялись фильмом Кристофера Нолана "Интерстеллар" и попытались формально объяснить, как главный герой картины Купер мог передавать сообщения своей дочери через время.
В фильме после пыльной бури в комнате юной Мёрф Купер появляются странные узоры на полу. Её отец, бывший пилот NASA, опознаёт их как гравитационную аномалию, кодирующую двоичные координаты. Позднее, оказавшись внутри тессеракта, построенного существами из высших измерений, Купер получает возможность управлять гравитацией сквозь время и сам становится тем самым "призраком", оставлявшим послания дочери.
Авторы исследования рассматривают два теоретических механизма для подобной передачи. Первый – замкнутая времениподобная кривая (CTC), которую допускает общая теория относительности. Это траектория объекта в пространстве-времени, которая ведёт в будущее, а затем возвращается в прошлое.
Второй механизм связан с квантовой запутанностью. Запутанные частицы остаются связанными независимо от расстояния и могут передавать информацию друг другу. Если одну из них разогнать до околосветовой скорости и отправить в будущее, она по-прежнему будет обмениваться информацией с напарницей, оставшейся в прошлом.
Часть физиков полагает, что характерная для запутанных частиц мгновенная чувствительность к состоянию друг друга объясняется именно отправкой сообщений из будущего в прошлое. Ллойд ранее уже сумел смоделировать аналог CTC с помощью запутанных фотонов, отправив одну из частиц на несколько наносекунд назад во времени.
В новой работе команду интересовал вопрос – можно ли по такому каналу передавать осмысленные сообщения. Несмотря на интуитивное ожидание обратного, выяснилось, что для "шумного" аналога CTC, сравнимого с квантовой версией статических помех на телефонной линии, передача сообщения в прошлое оказалась эффективнее, чем в будущее.
Доступ к бесшумной CTC того или иного типа открывает поразительные возможности для обработки информации.
По их описанию, канал ведёт себя как квантовый, по которому информация эффективно движется так же, как через обычный канал, с одной разницей – она оказывается в прошлом.
В "Интерстеллар" Купер смог достучаться до Мёрф потому, что помнил, как именно она расшифровывала послания. Записывая сообщения, он повторял ту форму, которую запомнил, чтобы дочь смогла их прочитать.
Авторы отмечают, что единственное нарушение привычного хода времени в этой схеме связано с самой временной петлёй. Если бы Купер не мог обратиться к собственной памяти, передача ничем не отличалась бы от обычной отправки сообщений из прошлого в будущее. По сути, речь идёт о доступе к воспоминаниям, относящимся к чужому будущему, и передаче информации на их основе через зашумлённую петлю времени.
Следующим шагом группа планирует смоделировать описанную схему на фотонах и проверить их поведение в шумной временной петле.
Параллельно учёные напоминают, что само существование CTC ведёт к парадоксальным последствиям, включая нарушение причинно-следственной связи и теоретическую возможность вырваться из чёрной дыры.
Реальный выход из гравитационного поля тессеракта, как у Купера в финале "Интерстеллара", остался бы при этом отдельной проблемой.
